Buhar Kazanlarının Eksergoekonomik Çözümlemesi

Abstract

Kazanların eksergoekonomik çözümlemesi üretilen sıcak su ya da buharın maliyetini hesaplamak için yapılır. Bu çalışmanın amacı, doğalgaz ve kömür olmak üzere farklı yakıtlar ve değişen hava fazlalık katsayıları için sıcak su veya doymuş buhar üreten kazanlar için sıcak su veya doymuş buharın maliyetinin hesaplanmasıdır. Çalışmada maliyetleri hesaplamak için kazan, sürekli akışlı açık sistem olarak kabul edilmiştir, doğalgaz ve kömür olmak üzere farklı yakıt girişleri için termodinamik çözümleme yapılmıştır. İncelenen sistem için, termodinamik çözümleme ile amaçlanan, kazan içinde en yüksek yanma sıcaklığının bulunması, kazana giren yakıt, hava ve besleme suyu ile kazandan çıkan baca gazlarının kütle debisinin hesaplanmasıdır. Daha sonra giren ve çıkan akımlar için ekserji çözümlemesi yapılmış ve maliyet denge denklemi yazılarak kazandan farklı çıkış halleri için birim ekserji maliyeti hesaplanmıştır. Hesaplamalarda bir bilgisayar programından yararlanılmıştır. Hesaplamalar sonucunda sıcak su veya doymuş buhar çıkış hali için havanın, suyun kütle debileri, ekserji kayıpları ve birim ekserji maliyetleri tablo halinde ve grafiksel olarak gösterilmiştir.

Exergoeconomic analysis of boilers was done to determine the cost of hot water and steam produced by the boilers. The aim of the study is to determine the cost of hot water or saturated steam for natural gas and coal fired boilers, for different excess air ratios and different output conditions. For calculation of the cost of the hot water or steam, firstly the boiler was taken as a steady state steady flow system and thermodynamic calculations for natural gas and coal combustion were done. In the thermodynamic analysis maximum combustion temperature, the mass flow rates of fuel, air, feed water as input streams and combustion products as output streams were calculated for different outlet conditions. Later exergy analysis for input and output streams were done and cost balance equation was written for the boiler. With the help of the cost balance equation, the cost of hot water or steam was calculated for different output conditions. The calculation was done by a computer program. The mass flow rates of air and water, the exergy destructions and the cost of hot water and steam were given in the form of tables and graphs for different operating conditions in the final section of the thesis. Results were discussed and recommendations were made for further studies.